如何利用S7-1200型PLC与G120C变频器实现模拟量控制

以下文章来源于电气圈；作者郑俊观

本文主要介绍如何利用S7-1200型PLC与G120C变频器实现模拟量控制，本文内容主要包括控制要求、控制方案、PLC程序设计、变频器参数设置、MGCS组态界面和运行结果组成。

一、控制要求

利用S7-1200 PLC控制变频器实现电动机速度控制，通过触摸屏给变频器设置转速，并将电动机的运行速度反馈到触摸屏上显示，同时电动机可以实现正反转控制，有三个控制按钮，分别是正转启动按钮、反转启动按钮和停止按钮。

二、控制方案

选择PLC型号为S7-1200 CPU1212C DC/DC/DC，由于CPU1212C本身有两路模拟量输入，2M、0为1一路，2M、1为另一路，没有模拟量输出功能，需要增加模拟量输出扩展模块，本项目选择模拟量输出扩展模块为SM1232。

选择变频器的型号为西门子G120C，G120C变频器是由功率模块、控制单元和操作面板构成，本次控制单元选择CU240E-2。在CU240E-2电路中，要让9号端子输出24V，则必须将28、69、34号3个端子两两接在一起，3（AI0+）、4（AI0-）号端子为变频器的模拟量输入端子，同时4号端子和2号端子相连接，注意模拟量输入端子的正负极性，12（AO0+）、13（GND）号端子为变频器的模拟量输出端子。

通过分析控制要求可知，PLC的DI个数为3，分别为正转启动按钮、反转启动按钮和停止按钮，三个按钮均选择常开触点，对应地址分别为I0.0、I0.1、I0.2，将PLC模拟量输入端子与G120C变频器模拟量输出端子相连接，将PLC模拟量输出端子与G120C变频器模拟量输入端子相连接。G120C变频器采用宏定义18实现模拟量控制实现电动机正反转控制，需要用到控制电路5、6、3、4、12、13号端子，其中，5、6号端子分别对应PLC输出Q0.0、Q0.1。PLC的DQ输出端子3L+、3M分别与变频器的9、28号端子相连接，PLC和变频器的外部接线图如下图所示。

三、变频器参数设置

首先，根据被控电动机的铭牌参数对变频器进行快速调试，本项目用到了变频器的模拟量输入端子和模拟量输出端子。对模拟量输入AI端子进行设置，确定模拟量输入类型。设置模拟量输入AI端子的类型，需要将AI类型的拨码开关拨至正确的位置，拨至I测为电流型模拟量，拨至U测为电压型模拟量。

设置模拟量输入类型，根据下表对应参数p756[0]进行设置。本项目采用0~+10V，则需要将P756[0]设置为0。

对模拟量输出AO端子进行设置，首先确定模拟量输出类型，然后在确定模拟量输出AO端子功能。设置模拟量输出类型，按照下表对参数p0776[0]进行设置。本项目模拟量输出类型为0~+10V电压信号，所以设置p0776[0]为1。

确定模拟量输出端子功能，本项目需要将变频器的实际转速在触摸屏上进行显示。需要将模拟输出AO的参数p0771与模拟量互联输出参数CO相连。部分模拟量互联输出参数CO的含义如下表所示。要实现模拟量输出AO0输出变频器的电压信号表示实际转速，所以将p0771设置为r0021。

通过上述分析变频器参数设置过程如下

P10=1 P15=18 P756=0 P771=21 P776=1 P10=0

四、PLC程序设计

PLC的I/O变量表如下图所示。

PLC程序如下所示

五、MCGS组态界面设计

六、运行结果

通过触摸屏设置转速，然后按下正转启动按钮，变频器启动控制电动机运行到设定转速，触摸屏上显示实际转速，与此同时正转指示灯变亮；然后按下反转启动按钮，反转指示灯变亮，变频器控制电动机开始下降知道变成负的设置转速。最后按下启动按钮变频器停止运行，电动机停止运行。